钨冶金废料高质量利用与全过程污染物低成本控制关键技术及产业化
成果类型:: 新技术
发布时间: 2022-10-31 14:52:13
为积极响应党和政府提升废钨资源高质量利用的产业水平及绿色环保发展的号召,落实创新、协调、绿色、开放、共享的理念,项目以“资源循环利用”和“绿色生产”为开发方向,从“短流程高质量利用-全过程污染物控制-有价资源循环利用-绿色专用装备研发”等四个方面为切入点,开展钨冶金废料高质量利用与全过程污染物低成本控制关键技术和装备的重大创新研究,有利于突破资源和环境的束缚,并高度契合国家绿色低碳经济及高质量发展战略。
1.开发了高品位废钨氨溶除杂-渗推洗涤再生利用新技术:攻克了高品位废钨短流程高效提钨的关键技术难题;创新了硫化铵联合亚硫酸铵深度净化钨酸铵溶液新方法,突破了铬、钒等变价金属离子杂质深度去除的技术瓶颈;创新了稀氨水维持液膜渗推过滤洗涤新方法,解决了钨酸铵结晶析出与滤饼裂纹形成而导致过滤效果差的关键问题,实现了高品位废钨短流程、低成本、高质量再生利用,使钨回收率≥99%,Cr、V等变价金属杂质去除率≥99%,废水零排放。
2.开发了钨渣浸润钠化焙烧提钨砷-钙铁耦合除砷综合利用新技术:创新了浸润钠化焙烧强化矿相转变高效提取钨砷新方法,攻克了钠化焙烧界面传质和扩散速率慢且钨砷提取率低的技术瓶颈;利用钙铁耦合协同梯级深度除砷方法,解决了复杂高盐废水砷沉淀不完全的问题,实现了钨渣资源化及砷低成本无害化处理,其中钨和砷的提取率分别为95%和92%,残渣砷≤0.08wt.%,外排废水砷浓度≤0.2mg/L。
3.开发了除钼渣稀氨提钨-浓氨提钼-铜硫循环利用新技术:创新了氨水分步浸出钨钼新方法,突破了钨钼难以低成本高效分离提取的技术瓶颈;创新了浸出渣中铜硫回用于主流程新方法,实现了钨钼铜硫等有价资源的循环利用;W、Mo回收率≥95%,Cu、S回用率≥99%。
本项目研发的钨冶金废料高质量利用与全过程污染物低成本控制关键技术创新性强,指标先进,工艺稳定、产品性能指标可控,有助于缓解资源约束,减轻环境污染,推动社会循环经济,在经济高效和绿色环保方面,具有国际竞争力优势。
1.与现有国内外同类高品位废钨利用技术相比,本项目开发的氨溶除杂-渗推洗涤再生利用新技术具有工艺流程短,变价金属杂质去除率高(≥99%)、钨提取率高(≥99%),能耗显著降低(≥50%)、生产效率大幅提升(≥60%),废水零排放等优势,处理成本降低5000元/吨。
2.与现有国内外同类钨渣处理技术相比,本项目开发的浸润钠化焙烧提钨砷-钙铁耦合除砷综合利用新技术具有钨砷提取率高(≥92%)、残渣中砷含量低(≤0.08wt.%),外排废水砷去除率高(砷浓度≤0.2mg/L)等优势,钨渣综合利用新增经济效益1500元/吨。
3.与现有国内外同类除钼渣处理技术相比,本项目开发的稀氨提钨-浓氨提钼-铜硫循环利用新技术具有钨钼彻底分离,钨钼提取率高(≥95%),铜硫资源回用主流程(回用率≥99%)等优势,除钼渣的高值循环利用新增经济效益50000元/吨。
4.与现有国内外同类氟处理技术相比,本项目开发的改性铝盐高电位强化静电吸附氟离子深度去除-含铝渣循环利用技术具有除氟彻底(氟离子浓度≤6mg/L)、除氟试剂循环利用率高(减少试剂用量≥50%)、成本低(降低70%以上)等特点。
5.与现有国内外同类氨氮处理技术相比,本项目开发的氨氮溶液模糊切割-梯级利用和强制冷凝-高效蒸馏-顺流三级吸收-逆流资源化利用技术具有氨氮循环利用率高(≥99.9%)、外排废水氨氮浓度低(≤15mg/l)、氨氮资源化利用(氨尾气完全转化为生产所需氯化铵和高浓度氨水)等特点,减少氨氮排放量200公斤/(吨APT)。
6.与现有国内外同类废水废气处理装备相比,本项目开发的废水快速反冲再生过滤、pH自动调节、氨尾气双逆流旋涡冷凝、液相微动力循环蒸馏和立体式高效喷淋等装置,使废水、废气处理量增加1倍,生产效率提升48%、能耗降低25%。
团队由崇义章源钨业股份有限公司(以下简称“章源钨业”或“公司”)和南昌大学钨冶炼及钨合金方向专家组成,形成企业实践检验和高校理论研究的互补互助优势,特别是项目团队在钨冶炼领域取得过国家科技进步二等奖1项,江西省科技进步一等奖和二等奖各1项,取得了丰硕的成果并积累了丰富的经验,为项目的顺利实施提供了可靠的保障。 其中,章源钨业系中国钨业协会主席单位,中国钨业协会硬质合金分会副会长单位,国内第一家A股主板上市民营钨企业,业已实现了钨全产业链产品覆盖。据中国钨业协会2021年统计数据,章源钨业的钨及碳化钨粉末产品产量排名行业第二。 此外,公司研发实力雄厚,为“国家技术创新示范企业”和“第二十批国家认定企业技术中心”,获批中国工程院院士工作站、博士后科研工作站、江西省钨制品工程技术研究中心、江西省钨制品技术创新中心、江西省钨制品工程研究中心和中国合格评定国家认可委员会(CNAS)实验室认可的检测中心等研发(检测)机构,为进行钨冶炼及粉末制备研究、微观结构研究及各类性能的检测提供了较完善的设备,完全具备承担本项目及实施产业化的能力。
经济效益:
项目属于先进的工业资源循环回收综合利用及环保技术,钨冶金废料回收率高、全过程污染物低成本控制,使钨、钼、铜、硫、氨氮等有价资源高效资源化利用,经济效益显著。
其中:崇义章源钨业股份有限公司近三年新增销售58120万元、新增利润4330万元、新增税收2549万元;赣州海龙钨钼有限公司近三年新增销售22975万元、新增利润1976万元、新增税收2550万元;韶关鑫海仁丹钨业有限公司近三年新增销售4290万元、新增利润404万元、新增税收609万元;信丰华锐钨钼新材料有限公司近三年新增销售23080万元、新增利润2313万元、新增税收2048万元;江西耀升钨业股份有限公司近三年新增销售19621万元、新增利润1958万元、新增税收2290万元;吉安德和钨业有限公司近三年新增销售23400万元、新增利润2496万元、新增税收2753万元;合计新增销售151486万元、新增利润13477万元、新增税收12799万元。
社会效益:
1.解决了钨冶金废料短流程高质量循环利用的的核心技术难题,研发出高品位废钨料、钨渣和除钼渣中战略金属高效回收技术,钨提取率≥95%,提升了钨冶金废料循环利用的技术研发和产业化水平。2019-2021年再生仲钨酸铵约8912吨,减少原矿开采535万吨,强化战略钨资源可持续发展及安全保障能力,促进国防建设和国民经济健康发展。
2.攻克了钨冶金废料处理全过程污染物低成本控制核心技术难题,研发出污泥、氟和氨氮等有害物质低成本、高效、绿色、资源化综合处理关键技术,形成了年处理270万立方废水、3.4亿立方废气污染控制能力,改变了处理过程污染环境现状,为企业应对2015年出台的“史上最严环保法”和2018年实施的“环境保护税”提供重要支撑,并助推项目实施企业荣获江西省节能减排科技创新示范企业和绿色发展典范企业等荣誉称号。
3.解决了20余名返乡农民工就业,助力脱贫攻坚,江西省人力资源和社会保障厅授予就业扶贫示范点。
4.培育了一批生产废料战略金属循环利用领域学术和技术带头人等高层次工程科技人才,形成了一支不同学科领域、梯度合理的高素质团队,为行业的发展提供智力支持。
项目构建了钨冶金废料、废水及尾气循环路径,使新增的资源回收利用和污染控制系统与主流程无缝衔接,废料转化的有价资源经后续冶炼工艺流程制备的仲钨酸铵(APT)符合国家零级品标准,广泛用于高性能钨粉、碳化钨粉及硬质合金等钨基粉末冶金深加工产品的制备,并在航空航天、电子信息、轨道交通、精密制造和新能源等重要国民经济和国防建设领域得到了推广应用。
成果产业化转化的方式包括对内转化和对外转化,对内转化就是在承担单位实现项目技术全面转化;对外转化则是以技术合作形式开展,将本项目中部分技术成果在他单位进行产业转化。